100 Mal so fest wie SekundenkleberVorbild Schneckenschleim: Forscher stellen Superkleber vor
Forscher haben einen neuen Superkleber vorgestellt, der von Schneckenschleim inspiriert ist. Getrocknet und ausgehärtet trägt er schwerste Lasten. Feucht lässt er sich trotzdem wieder leicht ablösen.
Superkleber sind bislang nur eines von beiden: Entweder, sie halten stark oder sie lassen sich wieder ablösen. Lösliche Kleber, die trotzdem stark halten, gab es noch nicht. Jetzt aber stellt ein Forschungsteam um die Ingenieurswissenschaftlerin Shu Yang von der Pennsylvania-Universität in Philadelphia einen neuen Klebstoff vor, der den Spagat schaffen soll.
Wie die Wissenschaftler in den Proceedings der amerikanischen Akademie der Wissenschaften (PNAS) berichten, brachte ein Schleimsekret von Schnecken den entscheidenden Durchbruch. Auf diesem Schleim gleiten Schnecken normalerweise über raue und unebene Oberflächen. Trocknet der Schleim, bildet er Epiphragma aus, also eine Struktur, die extrem hart ist. Die Druckfestigkeit steigt dann von 100 Pascal auf bis zu 1 Gigapascal (GPa). "Das zementiert die Schnecke an eine Oberfläche" schreiben die Forscher in einer Mitteilung.
Trocken = fest, nass = löslich
Dem Vorbild folgend entwickelten die Wissenschaftler ein Hydrogel, das aus Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) bestand, beziehungsweise kurz PHEMA genannt wird. Wie der Schneckenschleim ist das Gel in feuchtem Zustand weich und passt sich der Zieloberfläche an, bis es haftet. Während der Trocknung wird es glasig, schrumpft zusammen und verschließt sich eng mit der Oberfläche. Dann trägt es sogar eine Zugkraft von bis zu 2,3 Gigapascal. Wird das Gel wieder durchfeuchtet, stellt es seine ursprüngliche Form wieder her und kann leicht entfernt werden.
Zum Vergleich: Herkömmliche Sekundenkleber erreichen eine Zugscherfestigkeit von 10 bis 20 MPa, wobei 1.000 MPa gleich ein GPa sind. Der MPa-Wert entspricht 1 Newton pro Quadratmillimeter. Das lässt sich auch in kg umrechnen, dann wären es etwa 0,1 kg pro Quadratmillimeter. Mit anderen Worten: Der Schnecken-Kleber hält nach Angaben der Forscher mehr als das Hundertfache eines Sekundenklebers.
Die Forscher steigerten die Klebkraft weiter, wenn sie das Gel an Pflaster aus Silikon und einer Sehne aus Kevlarband anlagerten. So konnten sie schließlich einen 87 Kilogramm schweren Menschen mit zwei jeweils zwei Quadratzentimeter großen Klebestreifen an einer Tragekonstruktion befestigen. Die Pflaster hielten das Gewicht der Versuchsperson.
(ens)
Dieses Thema im Programm:MDR FERNSEHEN | 29. November 2018 | 19:50 Uhr